仙女座星系周围的光环比以前想象的要大

日期:2018-05-16 浏览:28

/ em使用哈勃太空望远镜,天文学家发现包围仙女座星系的巨大气体晕圈比以前想象的大6倍和1000倍。 / em

这个黑暗的,几乎看不见的光环从它的主星系延伸约一百万光年,到我们银河系的中途。这一发现有望向天文学家介绍雄伟的巨型螺旋的演化和结构,它是宇宙中最常见的星系之一。

“晕是星系的气体氛围。根据星系形成模型,这些气体晕圈的特性控制了恒星在星系中形成的速率,“印第安纳州圣母大学的首席研究员Nicolas Lehner解释说。据估计,巨大的光环包含着仙女座星系本身的一半质量的恒星,其形式为热的漫射气体。如果可以用肉眼观察,那么光环将是满月在天空直径的100倍。这相当于两个篮球手臂之间所覆盖的一片天空。

仙女座星系位于距离250万光年的地方,看起来像是一个微弱的星体,大约是满月直径的6倍。它被认为是银河系的一个近乎双胞胎。

由于仙女座光环中的气体很暗,团队通过气体观察明亮的背景物体并观察光线如何变化。这有点像晚上在游泳池的底部看着一盏灯。这种研究的理想背景是“类星体”,类星体是由黑洞驱动的活动星系的非常遥远的明亮核心。该团队使用远远落后于仙女座的18颗类星体探测物质如何分布在星系可见光盘之外。他们的发现发表在2015年5月4日的“天体物理学期刊”上。

哈勃望远镜宇宙起源光谱仪(COS)的早期研究 - 哈罗斯计划研究了44个遥远的星系,发现了像仙女座的光环,但从未在邻近的星系中见过如此巨大的光环。因为之前研究过的星系远得多,它们在天空中显得小得多。每个遥远星系后面只能找到一个类星体,只提供一个光锚点来描绘光环的大小和结构。由于它靠近地球并在天空上占据相当大的空间,仙女座星座提供了大量背景类星体的更广泛的采样。

“随着类星体的光线向哈勃望远,光环的气体将吸收一部分光线,使得类星体在非常小的波长范围内显得更暗一点,”共同研究人员克里斯托弗·霍克(也是巴黎圣母院) 。 “通过测量该范围内的亮度下降,我们可以知道我们和那个类星体之间有多少气体。”

科学家们使用哈勃独特的能力来研究类星体的紫外光。紫外线被地球大气吸收,这使得地面望远镜很难观测到。该团队从存储在哈勃数据档案中的大约5年的观测数据中进行研究。许多以前的哈勃竞选活动都使用类星体来研究天然气远远超过 - 但是在 - 安德洛墨达的总体方向上,所以已经存在一大堆数据。

但是巨大的光环来自哪里?大规模的星系模拟表明,光环与仙女座其余部分同时形成。研究小组还确定它富含比氢和氦重得多的元素,而获得这些重元素的唯一方法就是来自爆炸的称为超新星的恒星。超新星爆发在仙女座的星盘上,猛烈地将这些较重的元素吹向太空。在仙女座的一生中,近一半的恒星所产生的重元素已经被驱逐,远远超出了星系20万光年直径的恒星盘。

这对我们自己的星系意味着什么?因为我们生活在银河系内,所以科学家无法确定我们银河系周围是否存在同样巨大而延伸的光环。这是一个无法看到树林的情况。如果银河系拥有类似的巨大光环,那么这两个星系的光晕可能已经几乎接触了,而且在这两个质量较大的星系碰撞之前就已经静止地合并了。哈勃的观测表明,仙女座星系和银河系星系将从现在开始约40亿年开始合并形成一个巨型椭圆星系。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局之间的国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。哈勃太空望远镜科学研究所(STScI)在巴尔的摩进行哈勃科学行动。由美国华盛顿天文学研究大学协会为NASA运营STScI。

出版物:Nicolas Lehner等,“仙女座星系周围巨大的扩展环状介质的证据”,2015年,ApJ,804,79; DOI:10.1088 / 0004-637X / 804 /79分之2

PDF研究的副本:仙女座星系周围大规模扩展的环状星际介质的证据

资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心Rob Gutro

图片:NASA / STScI